DE102016122728A1

DE102016122728A1 - Messsystemgeführte Leitungspositionierung

Info

Publication number: DE102016122728A1
Application number: DE102016122728.5A
Authority: DE
Inventors: Christian BOXLEITNER
Original assignee: Komax SLE GmbH and Co KG
Current assignee: Komax SLE GmbH and Co KG
Priority date: 2016-11-24
Filing date: 2016-11-24
Publication date: 2018-05-24

Abstract

Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Vorrichtung zum Bearbeiten eines Kabelendes (34) eines Kabels (20). Ein Bildverarbeitungssystem (14) ist dazu ausgebildet ist, ein Bild des Kabelendes (34) aufzunehmen und basierend auf dem Bild des Kabelendes (34) eine Position des Kabelendes (34) zu bestimmen. Eine Crimpvorrichtung (18) ist dazu ausgebildet ist, in einem Bearbeitungsbereich (22) der Crimpvorrichtung (18) ein Crimpbauteil (48, 53, 54) auf das Kabelende (34) aufzucrimpen. Eine Zufuhrvorrichtung (12) ist dazu ausgebildet ist, eine Relativbewegung zwischen dem Kabel (20) und dem Bearbeitungsbereich (22) zur Positionierung des Kabelendes (34) in dem Bearbeitungsbereich (22) in Abhängigkeit von mindestens einer von dem Bildverarbeitungssystem (14) bestimmten Position des Kabelendes (34) durchzuführen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Kabelenden eines Kabels.
Hintergrund
Ein Koaxialkabel umfasst in der Regel einen Innenleiter und eine Innenleiterisolierung, die den Innenleiter konzentrisch umgibt. Das Koaxialkabel weist auch einen Außenleiter, der die Innenleiterisolierung umgibt und eine Außenleiterisolierung, die den Außenleiter umgibt, auf. Der Innenleiter kann ein Vollleiter oder ein Litzenleiter sein. Der Außenleiter kann ein Geflecht, das auch als Schirmgeflecht bezeichnet wird, oder eine Folie sein. Der Außenleiter wird auch als Schirmung bezeichnet. Der Außenleiter und der Innenleiter sind aus einem Metall, zum Beispiel Kupfer oder Aluminium, gebildet. Die Innenleiterisolierung und die Außenleiterisolierung sind aus einem elektrischen Nichtleiter, in der Regel aus Kunststoff, gebildet.
Beim automatisierten Aufcrimpen von Crimpbauteilen bspw. auf ein Kabelende eines Koaxialkabels ist es erforderlich, dass das Kabelende möglichst genau an der vorgesehenen Position in der Crimpvorrichtung positioniert ist, sodass das Crimpbauteil an der richtigen Stelle aufgecrimpt wird.
Die vorliegende Offenbarung ist darauf gerichtet, eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Kabelenden vorzusehen, die Nachteile im Stand der Technik überwindet und insbesondere eine genaue Positionierung des Kabelendes im Bearbeitungsbereich der Crimpvorrichtung ermöglicht.
Zusammenfassung
In einem ersten Aspekt ist vorliegende Offenbarung auf eine Vorrichtung zum Bearbeiten eines Kabelendes eines Kabels gerichtet. Die Vorrichtung weist ein Bildverarbeitungssystem auf, das dazu ausgebildet ist, ein Bild des Kabelendes aufzunehmen und basierend auf dem Bild des Kabelendes eine Position des Kabelendes zu bestimmen. Die Vorrichtung weist ferner eine Crimpvorrichtung auf, die dazu ausgebildet ist, in einem Bearbeitungsbereich der Crimpvorrichtung ein Crimpbauteil auf das Kabel aufzucrimpen. Zudem weist die Vorrichtung eine Zufuhrvorrichtung auf, die dazu ausgebildet ist, eine Relativbewegung zwischen dem Kabel und dem Bearbeitungsbereich zur Positionierung des Kabelendes in dem Bearbeitungsbereich in Abhängigkeit von mindestens einer bestimmten Position des Kabelendes durchzuführen.
Die Vorrichtung gemäß dem obigen Aspekt sieht ein Bildverarbeitungssystem zur Positionsbestimmung des Kabels bzw. des Kabelendes vor. Damit ist es möglich, eine messsystemgestützte bzw. messsystemgeführte Positionierung des Kabels in den Bearbeitungsbereich der Crimpvorrichtung vorzunehmen. Dies erhöht die Genauigkeit der Montage des Crimpbauteils auf dem Kabel. Dadurch werden auch bei sehr kleinen Kontaktstecksystemen und demzufolge kleinen Innenmaßen die erforderlichen Genauigkeiten bei der Montage der Crimpbauteile eingehalten. Die messsystemgestützte bzw. messsystemgeführte Positionierung ermöglicht den Ausgleich von Toleranzen und Ungenauigkeiten beim Kabeltransport.
In einem Ausführungsbeispiel ist die Zufuhrvorrichtung dazu ausgebildet ist, das Kabel in den Bearbeitungsbereich zuzuführen und/oder den Bearbeitungsbereich zu dem Kabel zuzuführen.
Damit kann je nach Anforderung die Zuführvorrichtung zur Bewegung des Kabels in den Bearbeitungsbereich der Crimpvorrichtung vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Zuführvorrichtung zur Bewegung des Bearbeitungsbereichs der Crimpvorrichtung zum Kabelende des Kabels vorgesehen sein.
In einem Ausführungsbeispiel weist das Bildverarbeitungssystem ein lichtempfindliches elektronisches Bauelement zur Aufnahme eines Bildes des Kabelendes auf. Das Bildverarbeitungssystem weist ferner eine Belichtungsvorrichtung zur Belichtung des Kabelendes und eine Auswerteeinheit zur Bestimmung der Position des Kabelendes basierend auf dem aufgenommenen Bild des Kabelendes auf.
Das Bildverarbeitungssystem kann beispielsweise in Form eines Kamerasystems oder eines optischen Mikrometers ausgebildet sein. Die Belichtungsvorrichtung kann für ein Auflichtverfahren oder ein Durchlichtverfahren positioniert und ausgebildet sein.
In einem Ausführungsbeispiel weist die Zufuhrvorrichtung einen Servomotor zum gesteuerten Bewegen des Kabels und/oder des Bearbeitungsbereichs auf.
Im Gegensatz zu bspw. Pneumatikantrieben kann der Servomotor somit die erforderliche Relativbewegung zwischen dem Kabelende und dem Bearbeitungsbereich der Crimpvorrichtung zur Positionierung des Kabels an einer definierten Position in der Bearbeitungsvorrichtung gesteuert vornehmen. Dabei wird gewährleistet, dass das Kabelende am Ende der Relativbewegung mit einer hohen Genauigkeit an der definierten Position positioniert ist.
In einem Ausführungsbeispiel ist das Bildverarbeitungssystem dazu ausgebildet, eine Position des Kabelendes anhand von mindestens einem definierten Referenzpunkt an dem Kabel zu bestimmen. Der Referenzpunkt kann Teil einer Umlaufkante eines Stirnendes eines Leiters des Kabels, einer Umlaufkante eines Isolators des Kabels, einer Umstülpkante einer Schirmung des Kabels, einer Umlaufkante einer auf dem Kabel aufgebrachten Stützhülse und/oder einer Kante eines auf dem Kabel aufgebrachten Crimpbauteils sein.
Das Bildverarbeitungssystem ist demnach derart konfiguriert, dass es den oder die spezifischen Referenzpunkte auf dem aufgenommenen Bild des Kabelendes identifiziert und eine relative oder absolute Position des oder der Referenzpunkte bestimmt. Es können auch mehrere Referenzpunkte zum Erhöhen der Genauigkeit der Positionsbestimmung und/oder für Plausibilitätsprüfungen verwendet werden.
In einem Ausführungsbeispiel ist das Bildverarbeitungssystem dazu ausgebildet, eine eindimensionale Position des Kabelendes zu bestimmen, und/oder die Zufuhrvorrichtung ist dazu ausgebildet, das Kabel und/oder den Bearbeitungsbereich einzig in einer Längsrichtung des Kabels zu bewegen.
Dies kann vorzugsweise bei Vorrichtungen verwendet werden, in denen zwei der drei Raumkoordinaten des Kabels bzw. des Kabelendes aufgrund der Konstruktion der Vorrichtung festgelegt sind, sodass für die Zuführung des Kabels einzig dessen Positionskoordinate in Längsrichtung des Kabels relevant ist. Mit anderen Worten gesagt, ist beispielsweise lediglich die X-Koordinate der Position des Kabels bzw. Kabelendes relevant, da die Y- und Z-Koordinaten festgelegt sind.
In einem Ausführungsbeispiel weist das Kabel einen Leiter, insbesondere einen Innenleiter und/oder einen Außenleiter, auf und das Crimpbauteil wird auf den Leiter, insbesondere den Innenleiter und/oder den Außenleiter, zum elektrisch leitenden Verbinden mit dem Leiter, insbesondere dem Innenleiter oder dem Außenleiter, aufgecrimpt.
Das messsystemgeführte Positionierverfahren, das durch das Bildverarbeitungssystem und die Zufuhrvorrichtung ermöglicht wird, ist zum genauen Aufcrimpen eines Crimpkontaktteils auf einen Innenleiter und/oder zum genauen Aufcrimpen eines Crimpkontaktteils auf einen Außenleiter geeignet.
In einem Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung ferner eine Prüfeinrichtung auf, die dazu ausgebildet ist, eine Genauigkeit der Montage des Crimpbauteils auf dem Kabel in Abhängigkeit von einer Aufnahme des Bildverarbeitungssystems und/oder eines weiteren Bildverarbeitungssystems zu bestimmen.
Folglich wird eine Qualitätsprüfung des Crimpvorgangs durch das Bildverarbeitungssystem ermöglicht.
In einem Ausführungsbeispiel weist das Bildverarbeitungssystem ferner einen Referenzkörper im Sichtfeld des Bildverarbeitungssystems auf, der zur Überprüfung der Bildaufnahme und/oder zur Positionsbestimmung des Kabelendes verwendet wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist die vorliegende Offenbarung ferner auf ein Verfahren zur Bearbeitung eines Kabelendes eines Kabels gerichtet. Das Verfahren weist das Bestimmen einer Position des Kabelendes des Kabels mit einem Bildverarbeitungssystem auf. Das Verfahren weist ferner das Steuern einer Relativbewegung zwischen einem Bearbeitungsbereich einer Crimpvorrichtung und dem Kabel in Abhängigkeit von der bestimmten Position des Kabelendes zur Positionierung des Kabelendes in dem Bearbeitungsbereich und das Aufcrimpen eines Crimpbauteils auf das Kabelende in dem Bearbeitungsbereich auf.
Analog der Vorrichtung gemäß dem obigen Aspekt wird mittels der messsystemgeführten Positionierung des Kabels in den Bearbeitungsbereich der Crimpvorrichtung eine erhöhte Genauigkeit der Montage des Crimpbauteils auf dem Leiter des Kabels ermöglicht.
In einem Ausführungsbeispiel des obigen Verfahrens weist das Verfahren ferner das Bestimmen einer Genauigkeit des Aufcrimpens des Crimpbauteils auf den Leiter in Abhängigkeit von einer mit dem Bildverarbeitungssystem oder mit einem anderen Bildverarbeitungssystem gemachten Aufnahme des Kabelendes mit dem aufgecrimpten Crimpbauteil auf.
Das Verfahren ermöglicht somit eine Qualitätsprüfung des Crimpvorgangs. Die Qualitätsprüfung kann auch unabhängig von der Positionsbestimmung vorgesehen werden.
In einem weiteren Aspekt ist vorliegende Offenbarung auf eine Vorrichtung zur Positionsbestimmung eines Kabelendes eines Kabels gerichtet. Die Vorrichtung weist ein Bildverarbeitungssystem auf, das dazu ausgebildet ist, ein Bild des Kabelendes aufzunehmen und basierend auf dem Bild des Kabelendes eine Position des Kabelendes zu bestimmen.
Die Vorrichtung gemäß dem obigen Aspekt kann entlang der gesamten Bearbeitungskette zur Konfektionierung eines Kabels und auch darüber hinaus beispielsweise beim Einbau des Kabels in andere Vorrichtungen verwendet werden. Das Bildverarbeitungssystem kann beispielsweise wie in den obigen Ausführungsbeispielen des ersten Aspekts der vorliegenden Offenbarung ausgeführt werden.
In einem Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung ferner ein Gerät bzw. eine Einrichtung zum Eingreifen bzw. Wechselwirken mit dem Kabelende des Kabels auf. Die Einrichtung zum Eingreifen mit dem Kabelende weist einen Eingriffsbereich auf, in dem das Kabelende in Eingriff mit der Einrichtung zum Eingreifen mit dem Kabelende gelangt. Zudem weist die Vorrichtung eine Zufuhrvorrichtung auf, die dazu ausgebildet ist, eine Relativbewegung zwischen dem Kabel und dem Eingriffsbereich zur Positionierung des Kabelendes in dem Eingriffsbereich in Abhängigkeit von mindestens einer bestimmten Position des Kabelendes durchzuführen.
Die Einrichtung zum Eingreifen mit dem Kabelende kann beispielsweise eine Kabelklemmvorrichtung für das Kabel, eine Transportvorrichtung für das Kabel, eine Aufweitungsvorrichtung zum Aufweiten einer Schirmung des Kabels, ein Abisoliervorrichtung, eine Schneidvorrichtung, eine Umstülpvorrichtung zum Umstülpen einer Schirmung des Kabels und/oder eine Zentriervorrichtung sein.
Figurenliste

1 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform einer Vorrichtung zum Bearbeiten eines Kabelendes mit einer Crimpvorrichtung und einem Bildverarbeitungssystem gemäß der vorliegenden Offenbarung.
2 zeigt das Kabelende, das mittels des Bildverarbeitungssystems gemäß der vorliegenden Offenbarung in eine definierte Position in dem Bearbeitungsbereich der Crimpvorrichtung zugeführt wurde.
3 zeigt einen Längsschnitt durch ein beispielhaftes Koaxialkabel zum Aufzeigen möglicher Referenzpunkte für das Bildverarbeitungssystem.
4 zeigt das beispielhafte Koaxialkabel mit einem auf einem Innenleiter aufgecrimpten Innencrimpkontaktteil zum Aufzeigen möglicher Referenzpunkte für das Bildverarbeitungssystem.
5 zeigt das beispielhafte Koaxialkabel mit einem auf dem Außenleiter und dem Innencrimpkontaktteil aufgecrimpten Außencrimpkontaktteil zum Aufzeigen möglicher Referenzpunkte für das Bildverarbeitungssystem. Das Außencrimpkontaktteil ist rein schematisch im Schnitt gezeigt, um das darin liegende Kabelende und den Innencrimpkontaktteil sichtbar zu machen.

Ausführliche Beschreibung
Die 1 zeigt einen schematischen Aufbau einer beispielhaften Vorrichtung zur Bearbeitung von Kabelenden. Die Vorrichtung weist eine Kabelklemmvorrichtung 10, eine Zufuhrvorrichtung 12, ein Bildverarbeitungssystem 14, eine Steuerung 16 und eine Crimpvorrichtung 18 auf.
Die Kabelklemmvorrichtung 10 ist dazu ausgebildet, ein Kabel 20 in einer Klemmstellung sicher und fixiert in der Klemmvorrichtung 10 zu halten, wie in 1 dargestellt ist. In der Klemmstellung klemmen einander gegenüberliegende Klemmflächen der Kabelklemmvorrichtung 10 das Kabel 20 zwischen sich ein, sodass eine Relativbewegung in einer Axialrichtung des Kabels 20 zwischen dem Kabel 20 und der Kabelklemmvorrichtung 10 verhindert wird. Ferner kann einer Drehbewegung des Kabels 20 um dessen Längsachse während der Bearbeitung entgegengewirkt und diese verhindert werden. Die Kabelklemmvorrichtung 10 weist beispielsweise zwei gegenüberliegende Klemmbacken 10A und 10B auf, die in einer Radialrichtung des Kabels 20 verfahrbar sind, sodass das Kabel 20 wahlweise geklemmt oder freigegeben werden kann.
Die Zufuhrvorrichtung 12 ist dazu ausgebildet, eine Relativbewegung zwischen dem Kabel 20 und dem Bearbeitungsbereich 22 durchzuführen. In der gezeigten Ausführungsform ist die Zufuhrvorrichtung 12 zum Zuführen des Kabels 20 zu dem Bearbeitungsbereich 22 vorgesehen. Zusätzlich oder alternativ kann die Zufuhrvorrichtung 12 zum Zuführen des Bearbeitungsbereichs 22 zu dem Kabel 20 ausgebildet sein.
In der dargestellten Ausführungsform ist die Zufuhrvorrichtung 12 mit der Kabelklemmvorrichtung 10 zum Bewegen des Kabels 20 in einer Längsrichtung des Kabels 20 verbunden. In anderen Ausführungsformen kann beispielsweise das Kabel 20 in einem Schlitten der Zufuhrvorrichtung 12 verschiebbar gelagert sein und die Kabelklemmvorrichtung öffnet sich bspw. während der Zuführbewegung. Die Zufuhrvorrichtung 12 kann zumindest einen Servomotor zum gesteuerten Bewegen des Kabels 20 aufweisen.
In der beispielhaften Ausführungsform von 1 bewegt die Zufuhrvorrichtung 12 das Kabel 20 einzig in einer Längsrichtung des Kabels 20. In anderen Ausführungsformen kann die Zufuhrvorrichtung 12 das Kabel 20 zusätzlich oder alternativ in eine oder mehrere Richtungen bewegen, die die Längsrichtung schneiden, insbesondere in einer Vertikalrichtung und einer Horizontalrichtung.
Das Bildverarbeitungssystem 14 weist ein lichtempfindliches elektronisches Bauelement 24, eine Belichtungsvorrichtung 26 und eine Auswerteeinheit 28 auf. Das Bildverarbeitungssystem 14 kann zusätzlich einen Referenzkörper 30 aufweisen.
Das lichtempfindliche elektronische Bauteil 24 ist in der Lage, ein Bild im Sichtfeld 32 aufzunehmen, das von der Belichtungsvorrichtung 26 beleuchtet wird. Das lichtempfindliche elektronische Bauteil 24 ist beispielsweise ein oder mehrere CCD- oder CMOS-Sensoren. Insbesondere kann ein Bild eines sich im Sichtfeld 32 befindlichen Kabelendes 34 von dem lichtempfindlichen elektronischen Bauteil 24 aufgenommen und zur Weiterverarbeitung an die Auswerteeinheit 28 geleitet werden. Zudem kann, in einigen Ausführungsformen, das lichtempfindliche elektronische Bauteil 24 in einer Aufnahme sowohl das Kabelende 34 als auch zumindest einen Teil des Referenzkörpers 30 aufnehmen.
Die Belichtungsvorrichtung 26 beleuchtet das Kabelende 34 zur Verbesserung der Aufnahmequalität durch das lichtempfindliche elektronische Bauteil 24, insbesondere dessen Kontrast und Schärfe. Die Belichtungsvorrichtung 26 kann in Form jeglicher Lichtquelle ausgebildet sein, zum Beispiel als eine oder mehrere LEDs, Leuchtstoff- oder Glühlampen. In der gezeigten Ausführungsform ist die Belichtungsvorrichtung 26 für ein sogenanntes Durchlichtverfahren relativ zu dem lichtempfindlichen elektronischen Bauteil 24 angeordnet, sodass das Kabelende 34 bezüglich des lichtempfindlichen elektronischen Bauteils 24 von hinten beleuchtet wird. Dadurch wird insbesondere der Kontrast zwischen den Außenkanten des Kabelendes 34 und der Umgebung hervorgehoben, was die Genauigkeit der Zuordnung von Referenzpunkten in der Aufnahme des lichtempfindlichen elektronischen Bauteils 24 verbessert. In anderen Ausführungsformen kann die Belichtungsvorrichtung 26 eine andere Positionierung aufweisen. Zum Beispiel kann die Belichtungsvorrichtung 26 für ein Auflichtverfahren positioniert sein, bei dem das Kabelende 34 bezüglich des lichtempfindlichen elektronischen Bauteils 24 von vorne beleuchtet wird.
Die Auswerteeinheit 28 ist dazu ausgebildet, basierend auf einer oder mehreren Aufnahmen des lichtempfindlichen elektronischen Bauteils 24 vordefinierte Referenzpunkte in der oder den Aufnahmen zu identifizieren. Auf Grundlage der identifizierten Referenzpunkte bestimmt (ermittelt bzw. errechnet) die Auswerteeinheit 28 dann eine absolute oder relative Position des Kabelendes 34 bzw. des Kabels 20, zum Beispiel eine relative Position des Kabelendes 34 zum Bearbeitungsbereich 22. Die Auswerteeinheit 28 ist dazu ausgebildet, die bestimmte (ermittelte bzw. errechnete) Position zu der Steuerung 16 zu leiten.
Zur Positionsbestimmung kann die Auswerteeinheit 28 bspw. bekannte Objekterkennungsalgorithmen verwenden. Ein beispielhafter Algorithmus für eine Bildanalyse und -auswertung kann das diskrete oder kontinuierliche Empfangen von (Bild- bzw. Video-) Aufnahmen des Kabelendes 34 in einer Längsseitenansicht aufweisen. Die Aufnahmen können analog oder digital sein. Die Auswertung kann ferner einen oder mehrere einer Vielzahl von Verfahren oder Algorithmen zur Objekterkennung und Positionsbestimmung verwenden, wie z.B. Kantenerkennung, Transformationen, Mustervergleich, Farberkennung, Größenerkennung. Eine solche Objekterkennung kann unter Verwendung von Software und Algorithmen durchgeführt werden, die in der OpenCV-Softwarebibliothek (Open Source Computer Vision Library) verfügbar sind (abrufbar unter www.opencv.org).
Der Referenzkörper 30 kann dazu verwendet werden, die Schärfe der Aufnahme durch das lichtempfindliche elektronische Bauteil 24 zu prüfen und/oder eine Position des Kabelendes 34 im Sichtfeld 32 relativ zu dem Referenzkörper 30, der sich beispielsweise in einer vordefinierten, festen Position befindet, zu bestimmen. Der Referenzkörper 30 kann beispielsweise ein Prüfdorn sein. Der Referenzkörper 30 kann alternativ eine zumindest teilweise lichtdurchlässige Platte, zum Beispiel aus Glas oder Kunststoff, sein. Auf dem Referenzkörper 30 können sich Markierungen beispielsweise in Form von Gravuren o.ä. befinden, die dessen Funktionsweise zur Schärfeprüfung oder Positionsbestimmung ermöglichen können.
In einer Ausführungsform ist das Bildverarbeitungssystem 14 beispielsweise als ein optisches 2D-Mikrometer oder als ein anderes Kamerasystem zum Aufnehmen des Kabelendes 34 und zum Bestimmen der Position des Kabelendes 34 ausgebildet.
Die Steuerung 16 ist mit der Kabelklemmvorrichtung 10, der Zufuhrvorrichtung 12, dem Bildverarbeitungssystem 14 und der Crimpvorrichtung 18 zum Empfangen und Ausgeben von Signalen elektrisch verbunden. Die Verbindung kann kabellos oder kabelgebunden sein.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist die Steuerung 16 insbesondere dazu ausgebildet, Positionsdaten des Kabelendes 34 von der Auswerteeinheit 28 zu empfangen und basierend auf diesen Positionsdaten eine Zuführung durch die Zufuhrvorrichtung 12 so zu steuern, dass das geklemmte Kabelende 34 an einer definierten Zielposition Z in dem Bearbeitungsbereich 22 positioniert wird. Je nach Ausführungsform kann die Zufuhrvorrichtung 12 dazu das Kabel 20 und/oder den Bearbeitungsbereich 22 bewegen.
Die Steuerung 16 kann ferner dazu ausgebildet sein, einen Betrieb der Kabelklemmvorrichtung 10, der Belichtungsvorrichtung 26 und/oder der Crimpvorrichtung 18 zu steuern.
Die Crimpvorrichtung 18 ist zum Aufcrimpen eines Crimpbauteils auf das Kabelende 34 im Bearbeitungsbereich 22 an der Zielposition Z ausgebildet. In der gezeigten Ausführungsform ist das Kabelende 34 bereits abisoliert, sodass auf einen Innenleiter 36 des Kabels 20 ein Innencrimpkontaktteil elektrisch leitend auf den Innenleiter 36 von der Crimpvorrichtung 18 aufgecrimpt werden kann. In anderen Ausführungsformen kann die Crimpvorrichtung 18 beispielsweise ein Außencrimpkontaktteil elektrisch leitend auf einen Außenleiter eines Kabels elektrisch leitend aufcrimpen. Zudem ist es möglich, dass das von der Crimpvorrichtung 18 aufgecrimpte Crimpbauteil beispielsweise eine Stützhülse ist, die zum Umstülpen einer Schirmung des Kabels verwendet wird.
Nachfolgend wird die Funktion der oben beschriebenen Vorrichtung in einer beispielhaften Anwendung unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschrieben.
Das Kabelende 34 wird in einem in der Klemmvorrichtung 10 eingeklemmten Zustand beispielsweise von der Zufuhrvorrichtung 12 in das Sichtfeld bzw. den Sichtbereich 32 des lichtempfindlichen elektronischen Bauteils 24 bewegt. Das lichtempfindliche elektronische Bauteil 24 macht eine Aufnahme des Kabelendes 34. Die Aufnahme zeigt auch zumindest einen Teil des Referenzkörpers 30. Die Auswerteeinheit 28 identifiziert in der Aufnahme mindestens einen vordefinierten Referenzpunkt des Kabelendes 34 zur Positionsbestimmung des Referenzpunktes und damit des Kabelendes 34. In dem gezeigten Beispiel bestimmt die Auswerteeinheit 28 eine relative Position des Kabelendes 34 relativ zum Referenzkörper 30. Im Einzelnen bestimmt die Auswerteeinheit 28 einen Abstand x_Lage zwischen einem Referenzpunkt R an dem Kabelende 34 und dem Referenzkörper 30 entlang einer Längsrichtung des Kabels 20.
Die von der Auswerteeinheit 28 bestimmte Position des Kabelendes 34 wird zu der Steuerung 16 geleitet, die den erforderlichen Verfahrweg des Kabelendes 36 zum Erreichen des Zielpunkts Z in dem Bearbeitungsbereich 22 bestimmt. Im Einzelnen bestimmt die Steuerung 16 den erforderlichen Verfahrweg als Summe aus dem Abstand x_Lage und dem Abstand x_fest zwischen dem Referenzkörper 30 und dem Zielpunkt Z. Der Abstand x_fest ist beispielsweise als vordefinierter Wert in der Steuerung 16 hinterlegt.
Unter Bezugnahme auf 2 steuert die Steuerung 16 dann die Zufuhrvorrichtung 12 derart, dass das Kabelende 34 genau zu dem vordefinierten Zielpunkt Z zugeführt wird. Aus Gründen der Klarheit ist in der 2 das Bildverarbeitungssystem 14 weggelassen.
In den 3 bis 5 sind nachfolgend beispielhafte Referenzpunkte zur Positionsbestimmung durch die Auswerteeinheit 28 basierend auf einer Aufnahme durch das lichtempfindliche elektronische Bauteil 26 angegeben.
Unter Bezugnahme auf die 3 ist das Kabel 20 dargestellt, das in der vorliegenden Ausführungsform als ein für die Bearbeitung vorbereitetes Koaxialkabel ausgebildet ist. Es wird darauf hingewiesen, dass das Kabel 20 auch als ein anderer Kabeltyp ausgebildet sein kann.
Das Kabel 20 weist einen (oder mehrere) sich in Längsrichtung des Kabels 20 erstreckenden Innenleiter (Seele bzw. Innenlitze) 36 auf. Eine Isolation 42 (Dielektrikum, Innenleiterisolierung) umgibt den Innenleiter 36 koaxial. Zusätzlich weist das Kabel 20 eine (metallische) Folie 44 auf, die sich ebenfalls in Längsrichtung des Kabels 1 erstreckt und die Isolation 42 konzentrisch umgibt. Das Kabel 20 weist ferner eine hohlzylindrische Schirmung 46 auf, die konzentrisch um die Folie 44 vorgesehen ist. Die Schirmung 46 dient einerseits zum Abschirmen des Innenleiters 36 vor elektromagnetischer Störausstrahlung und zum anderen als Außenleiter. Zur Anbringung eines Crimpkontakteils an der Schirmung 46 ist die Schirmung 46 an deren Ende auf eine bekannte Weise um eine eigens dafür angebrachte (zum Beispiel aufgecrimpte) Stützhülse 48 gestülpt und liegt auf der Außenumfangsfläche der Stützhülse 48 auf. Die Stützhülse 48 liegt auf einem Bereich der nicht umgestülpten Schirmung 46 auf und an einer Außenleiterisolierung 50, die die Schirmung 46 umgibt, an.
In dem in 3 dargestellten Zustand ist das Kabel 20 derart vorbereitet, dass ein (Innen-) Crimpkontaktteil auf den abisolierten Innenleiter 36 aufgecrimpt werden kann. Zur Zuführung des Kabelendes 34 zu der Zielposition Z in dem Bearbeitungsbereich 22 kann eine Position des Kabelendes 34 in dem Sichtfeld 32 von der Auswerteeinheit 28 (siehe 1) auf Grundlage eines oder mehrerer bestimmter identifizierbare Referenzpunkte (Referenzfläche bzw. Referenzkante) bestimmt werden.
Deratige Referenzpunkte können beispielsweise in der Aufnahme identifizierbare Eckpunkte einer Umlaufkante K1 eines Stirnendes der Isolierung 34, einer Umstülpkante K2 der Schirmung 46, eine Umlaufkante K3 eines Stirnendes der Folie 44, einer Umlaufkante K4 eines Stirnendes des Isolators 42 und einer Umlaufkante K5 eines Stirnendes des Innenleiters 36 sein.
In der 4 ist ein Kabelende 34 gezeigt, auf dessen Innenleiter 36 bereits ein Crimpkontaktteil 52 aufgecrimpt ist. Das Bildverarbeitungssystem 14 (siehe 1) kann hier beispielsweise dazu genutzt werden, die Zuführung des Kabelendes 34 in den Bearbeitungsbereich 22 der Crimpvorrichtung 18 zu der Zielposition Z zu gewährleisten, an der in diesem Beispiel ein Außencrimpkontaktteil insbesondere auf die Schirmung 46 elektrisch leitend aufgecrimpt wird. Als Referenzpunkte zur Bestimmung der Position des Kabelendes 34 im Sichtfeld 36 können beispielsweise erneut Eckpunkte der Kanten K1 bis K5 und/oder in der Aufnahme des lichtempfindlichen elektronischen Bauteils 42 (siehe 1) identifizierbare Kanten des Innnencrimpkontaktteils 52 sein, z.B. eine Umlaufkante K6 eines hinteren Stirnendes und eine Umlaufkante K7 eines vorderen Stirnendes des Innnencrimpkontaktteils 52.
Das Bildbearbeitungssystem 14 und/oder ein anderes Bildverarbeitungssystem kann zudem dazu genutzt werden, nach der Montage des Innencrimpkontakteils 52 auf dem Kabelende 34 die Genauigkeit des Montagevorgangs des Innencrimpkontaktteils 52 zu prüfen. Eine dafür vorgesehene Prüfeinrichtung kann beispielsweise Teil der Steuerung 16 sein.
So kann auf Grundlage der Aufnahme des Bildverarbeitungssystems 14 eine Länge x₂ entlang der Längsachse des Kabels 20 zwischen der Umlaufkante K2 und der Umlaufkante K7 gemessen und mit einem gewünschten, in der Steuerung 16 gespeicherten Wert verglichen werden. Selbstverständlich können auch andere identifizierbare Abmessungen mit in der Steuerung 16 gespeicherten gewünschten Werten verglichen werden.
In diesem Zusammenhang kann auch bereits vor der Montage des Innencrimpkontakteils 52 eine identifizierbare Abmessung am Kabelende 34 mit einem gewünschten Wert verglichen werden, um eine Eignung des vorbereiteten Kabelendes 34 für den Crimpvorgang festzustellen. Zum Beispiel könnte eine Länge x₁ (siehe 3) entlang der Längsachse des Kabels 20 zwischen den Umlaufkanten K1 und K5 mit einem gewünschten Wert verglichen werden.
Gleichermaßen kann auch nach dem Aufcrimpen eines Außencrimpkontakteils 54 (schematisch im Schnitt in 5 gezeigt) eine Qualitätsprüfung der Genauigkeit der Montage des Außencrimpkontakteils 54 auf dem Kabelende 34 erfolgen. Ein geeignetes Längenmaß zur Qualitätsprüfung wäre beispielsweise der Abstand x₃ entlang der Längsachse des Kabels 20 zwischen der von außen zumindest teilweise sichtbaren Kante K7 (durch eine Öffnung im Außencrimpkontaktteil 52 sichtbar) und einer Kante K8 eines hinteren Stirnendes des Außencrimpkontakteils 54.
Zur Qualitätsprüfung der Montage des Außencrimpkontakteils 54 kann ferner beim Aufschieben des Außencrimpkontakteils 54 auf das Kabelende 34 und das Innencrimpkontaktteil 52 bzw. beim Einschieben des Kabelendes 34 und des Innencrimpkontaktteils 52 in das Außencrimpkontaktteil 54 vor dem eigentlichen Aufcrimpen des Außencrimpkontakteils 54 eine Kraft-Weg-Messung erfolgen. Diese Kraft-Weg-Messung kann unabhängig von die hier offenbarten Verfahren zur Positionsbestimmung und Qualitätsprüfung durch das Bildverarbeitungssystem 14 erfolgen. Ein mit der Zufuhrvorrichtung für das Kabelende 34 und/oder dem Außencrimpkontaktteil 54 verbundener Kraft-Weg-Aufnehmer 60 kann so vorgesehen sein, dass die spezifischen beim Aufeinanderschieben der Teile auftretenden Widerstände in Form von Kraftausschlägen in Abhängigkeit von dem Weg aufgezeichnet werden. Die Widerstände werden durch sich berührende Flächen (Bereiche des Außencrimpkontaktteils 54 berühren Bereiche des Kabelendes 34 bzw. Bereiche des Innencrimpkontakteils 52) beim Einschieben bzw. Aufschieben erzeugt. So kann in der Kraft-Weg-Aufnahme bspw. geprüft werden, ob das Außencrimpkontaktteil 54 an der Umlaufkante K2 der Schirmung 46 anliegt oder ob das Außencrimpkontaktteil 54 das Innencrimpkontaktteil 52 an dafür vorgesehenen Stützflächen des Innencrimpkontakteils 52 berührt.
Wie bereits eingangs erwähnt wurde, kann das beispielhaft offenbarte Bildverarbeitungssystem 14 auch an einer anderen Stelle in der Kabelherstellung (und darüber hinaus) zur Positionsbestimmung des Kabels 20 verwendet werden. Die von dem Bildverarbeitungssystem 14 bestimmte Position des Kabels 20 kann dann beispielsweise zum Steuern einer Relativbewegung zwischen dem Kabel 20 und einer Einrichtung zur Kabelkonfektionierung verwendet werden. Eine derartige Einrichtung kann beispielsweise die Kabelklemmvorrichtung 10, eine Transportvorrichtung für das Kabel 20, eine Aufweitungsvorrichtung zum Aufweiten der Schirmung 46 des Kabels 20, ein Abisoliervorrichtung, eine Schneidvorrichtung, eine Umstülpvorrichtung zum Umstülpen der Schirmung 46 des Kabels 20 und/oder eine Zentriervorrichtung sein.
Ebenso kann, wie oben erläutert ist, dass Bildbearbeitungssystem 14 auch an einer anderen Stelle in der Kabelkonfektionierung zur Qualitätsprüfung der einzelnen Merkmale des Kabels 20, wie oben beispielhaft erläutert ist, verwendet werden.
Es wird explizit betont, dass alle in der Beschreibung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale als getrennt und unabhängig voneinander zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung unabhängig von den Merkmalskombinationen in den Ausführungsformen und/oder den Ansprüchen angesehen werden sollen. Es wird explizit festgehalten, dass alle Bereichsangaben oder Angaben von Gruppen von Einheiten jeden möglichen Zwischenwert oder Untergruppe von Einheiten zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung offenbaren, insbesondere auch als Grenze einer Bereichsangabe.
Bezugszeichenliste

10: Kabelklemmvorrichtung
10A, 10B: Klemmbacke
12: Zufuhrvorrichtung
14: Bildverarbeitungssystem
16: Steuerung
18: Crimpvorrichtung 20 Kabel
22: Bearbeitungsbereich
24: lichtempfindliches elektronisches Bauteil
26: Belichtungsvorrichtung
28: Auswerteeinheit
30: Referenzkörper
32: Sichtfeld
34: Kabelende
36: Innenleiter
42: Isolator
44: Folie
46: Schirmung
48: Stützhülse (Beispiel für Crimpbauteil)
50: Außenisolators
52: Innencrimpkontaktteil (Beispiel für Crimpbauteil)
54: Außencrimpkontaktteil (Beispiel für Crimpbauteil)

Claims

Vorrichtung zum Bearbeiten eines Kabelendes (34) eines Kabels (20), aufweisend: ein Bildverarbeitungssystem (14), das dazu ausgebildet ist, ein Bild des Kabelendes (34) aufzunehmen und basierend auf dem Bild des Kabelendes (34) eine Position des Kabelendes (34) zu bestimmen, eine Crimpvorrichtung (18), die dazu ausgebildet ist, in einem Bearbeitungsbereich (22) der Crimpvorrichtung (18) ein Crimpbauteil (48, 53, 54) auf das Kabelende (34) aufzucrimpen, eine Zufuhrvorrichtung (12), die dazu ausgebildet ist, eine Relativbewegung zwischen dem Kabel (20) und dem Bearbeitungsbereich (22) zur Positionierung des Kabelendes (34) in dem Bearbeitungsbereich (22) in Abhängigkeit von mindestens einer von dem Bildverarbeitungssystem (14) bestimmten Position des Kabelendes (34) durchzuführen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Zufuhrvorrichtung (12) dazu ausgebildet ist, das Kabel (20) in den Bearbeitungsbereich (22) zuzuführen und/oder den Bearbeitungsbereich (22) zu dem Kabel (20) zuzuführen.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Bildverarbeitungssystem (14) aufweist: ein lichtempfindliches elektronisches Bauelement (24) zur Aufnahme eines Bildes des Kabelendes (34), eine Belichtungsvorrichtung (26) zur Belichtung des Kabelendes (34) und eine Auswerteeinheit (28) zur Bestimmung der Position des Kabelendes (34) basierend auf dem aufgenommenen Bild des Kabelendes (34).
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der die Zufuhrvorrichtung (12) einen Servomotor zum gesteuerten Bewegen des Kabels (20) und/oder des Bearbeitungsbereichs (22) aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der das Bildverarbeitungssystem (14) dazu ausgebildet ist, eine Position des Kabelendes (34) anhand von mindestens einem definierten Referenzpunkt (R) an dem Kabel (20) zu bestimmen, und/oder ein Referenzpunkt (R) Teil einer Umlaufkante (K5) eines Stirnendes eines Leiters (36), einer Umlaufkante (K1, K4)) eines Isolators (50, 42) des Kabels (20), einer Umstülpkante (K2) einer Schirmung (46) des Kabels (20), einer Umlaufkante einer auf dem Kabel (20) aufgebrachten Stützhülse (48), und/oder einer Kante (K7, K8) eines auf dem Kabel (20) aufgebrachten Crimpbauteils (48, 52, 54) ist.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der das Bildverarbeitungssystem (14) dazu ausgebildet ist, eine eindimensionale Position des Kabelendes (34) zu bestimmen, und/oder die Zufuhrvorrichtung (12) dazu ausgebildet ist, das Kabel (20) und/oder den Bearbeitungsbereich (22) einzig in einer Längsrichtung des Kabels (20) zu bewegen.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der das Kabel (20) einen Leiter, insbesondere einen Innenleiter (36) oder einen Außenleiter (46), aufweist und das Crimpbauteil (52, 54) auf den Leiter, insbesondere den Innenleiter (36) oder den Außenleiter (46), zum elektrisch leitenden Verbinden mit dem Leiter, insbesondere dem Innenleiter (36) oder dem Außenleiter (46), aufgecrimpt wird.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner aufweisend eine Prüfeinrichtung (16), die dazu ausgebildet ist, eine Genauigkeit der Montage des Crimpbauteils (48, 52, 54) auf dem Kabelende (34) in Abhängigkeit von einer Aufnahme des Bildverarbeitungssystems (14) und/oder eines weiteren Bildverarbeitungssystems zu bestimmen.
Verfahren zur Bearbeitung eines Kabelendes (34) eines Kabels (20), aufweisend: Bestimmen einer Position eines Kabelendes (34) des Kabels (20) mit einem Bildverarbeitungssystem (14), Steuern einer Relativbewegung zwischen einem Bearbeitungsbereich (22) einer Crimpvorrichtung (18) und dem Kabel (20) in Abhängigkeit von der bestimmten Position des Kabelendes (34) zur Positionierung des Kabels (20) in dem Bearbeitungsbereich (22) und Aufcrimpen eines Crimpbauteils (48, 52, 54) auf das Kabelende (34) in dem Bearbeitungsbereich (22).
Verfahren nach Anspruch 9, ferner aufweisend Bestimmen einer Genauigkeit des Aufcrimpens des Crimpbauteils (48, 52, 54) auf das Kabel (20) in Abhängigkeit von einer mit dem Bildverarbeitungssystem (14) oder mit einem anderen Bildverarbeitungssystem gemachten Aufnahme des Kabelendes (34) mit dem aufgecrimpten Crimpbauteil (48, 52, 54).